Jakie są podstawowe wymagania dotyczące materiałów łożyskowych?
Najpopularniejszy materiał nanamiarto stal łożyskowa. Struktura wewnętrzna, jednorodność składu chemicznego, wtrącenia niemetaliczne, wielkość i rozkład cząstek węglika oraz stopień odwęglenianamiarMają bardzo surowe wymagania. W przeciwnym razie wady te znacznie skrócą żywotność łożyska i przydatność materiału.
1. CzystośćŁożyskoStal: Zmęczeniowe łuszczenie się części łożysk jest związane z obecnością wtrąceń niemetalicznych w stali, zwłaszcza tlenków. Dzieje się tak, ponieważ podczas obrotu łożyska tocznego powierzchnie styku części łożysk są poddawane obciążeniom impulsowym. Wtrącenia niemetaliczne powodują lokalne przerwanie ciągłości struktury matrycy stali, co prowadzi do koncentracji naprężeń, odkształceń plastycznych wokół wtrąceń niemetalicznych oraz powstawania mikropęknięć.
Ponadto, zawartość gazów (tlenu, azotu, wodoru) w stali łożyskowej jest również ważnym wskaźnikiem czystości. Tlen rozpuszczony w stali wytrąca się wraz ze spadkiem temperatury i tworzy wtrącenia tlenkowe z pierwiastkami takimi jak glin, wapń, krzem i mangan. Azot tworzy silnie rozproszone wtrącenia azotku glinu oraz stosunkowo grube wtrącenia azotku tytanu i węglikoazotku tytanu w stali. Gdy skupione atomy wodoru łączą się, tworząc cząsteczki wodoru, wytwarzają ogromne ciśnienie. Gdy ciśnienie to przekroczy granicę wytrzymałości stali, pojawiają się pęknięcia wewnętrzne, tworząc białe plamy. Zmniejszenie zawartości gazów jest kluczowym krokiem w poprawie czystości stali łożyskowej.
W ostatnich latach wielu dużych producentów stali łożyskowej w moim kraju sukcesywnie budowało i uruchamiało piece łukowe o bardzo dużej mocy, wykorzystujące zaawansowaną technologię mimośrodowego spustu rdzenia do rafinacji wtórnej. Pozwala to na obniżenie zawartości tlenu w stali do około 10 × 10⁻⁶, a w niektórych przypadkach nawet do (4~3) × 10⁻⁶. Współczynnik rafinacji wtórnej również sięga 100%. Dzięki temu liczba wtrąceń w stali jest dobrze kontrolowana.
2. JednolitośćŁożyskoStal
Jednorodność stali łożyskowej odnosi się do jednolitości jej składu chemicznego i węglików. Struktura, masa, temperatura odlewania i metoda odlewania wlewków stalowych wpływają na rozkład składu chemicznego w stali. Proces nagrzewania wlewków i kęsów stalowych przed obróbką plastyczną na gorąco, temperatura końcowa obróbki plastycznej na gorąco oraz późniejsze metody chłodzenia, a także procesy wyżarzania sferoidyzującego wpływają na jednorodność węglików. W oparciu o kształt, rozkład i powstawanie przyczyn niejednorodności węglików w mikrostrukturze stali łożyskowej, węgliki można podzielić na węgliki ciekłe, węgliki pasmowe i węgliki sieciowe. Szkodliwość węglików ciekłych jest równoważna szkodliwości wtrąceń w stali. Węgliki pasmowe o klasie 3-4 mogą zmniejszyć trwałość zmęczeniową stali o 30%. Zwiększenie liczby węglików sieciowych o jeden stopień może zmniejszyć trwałość łożyska o jedną trzecią. Wielkość cząstek węglika bezpośrednio lub pośrednio wpływa na trwałość łożyska. Ocena węglików ciekłych, węglików pasmowych i węglików sieciowych jest wskaźnikiem jednorodności węglików.
3. Dokładność wymiarowa i jakość powierzchni stali
Poprawa dokładności wymiarowej stali nie tylko zwiększa stopień wykorzystania materiałów łożyskowych, ale także ogranicza liczbę zbędnych operacji obróbki. Niektóre huty stali stosują walcownie o wysokiej sztywności i krótkich liniach naprężeń, co znacznie zmniejsza odchyłki wymiarowe przekrojów poprzecznych stali. W przypadku stali okrągłej o średnicy mniejszej niż 30 mm odchyłka średnicy może wynosić zaledwie 0,3 mm.
Żywotność i niezawodność łożysk zależą od takich czynników, jak konstrukcja łożyska, zastosowane materiały, techniki obróbki na zimno i na gorąco oraz urządzenia, instalacja i warunki pracy. Wśród nich, materiały i obróbka cieplna należą do głównych czynników wpływających na żywotność i niezawodność łożysk. Ze względu na wpływ materiałów i procesów obróbki cieplnej, czynniki takie jak niska wytrzymałość materiału, niska czystość, nieprawidłowa orientacja włókien w materiałach metalowych, niska twardość, nieodpowiednie współczynniki kucia i wysokie naprężenia szczątkowe mogą łatwo prowadzić do uszkodzenia łożysk. W krajach zagranicznych wpływ jakości stali na żywotność łożysk wynosił około 50% w latach 50. i 60. XX wieku, zmniejszając się do jednej trzeciej w latach 80. Obecnie w moim kraju, ze względu na wpływ procesów i urządzeń, jakość stali łożyskowej stanowi około 60% żywotności łożysk. Dlatego dla producentów łożysk wybór kwalifikowanych i wysokiej jakości materiałów łożyskowych jest również kluczowym czynnikiem wpływającym na poprawę żywotności łożysk.
Czas publikacji: 27-08-2026
